Koenzym Q10 (CoQ10; synonym: ubiquinone) er et vitaminoid (vitaminlignende stoff) oppdaget i 1957 ved University of Wisconsin. Avklaringen av den kjemiske strukturen ble utført ett år senere av arbeidsgruppen ledet av naturproduktkjemikeren Prof. K. Folkers. Koenzymer Q er forbindelser av oksygen (O2), hydrogen (Hånd karbon (C) atomer som danner en såkalt ringformet kinonstruktur. En lipofil (fettløselig) isoprenoid sidekjede er festet til benzokinonringen. Det kjemiske navnet på koenzym Q er 2,3-dimetoksy-5-metyl-6-polyisopren-parabenzokinon. Avhengig av antall isoprenenheter kan koenzymer Q1-Q10 skilles ut, som alle forekommer naturlig. For eksempel kreves koenzym Q9 av planter for fotosyntese. Bare for mennesker koenzym Q10 er viktig. Siden koenzymer Q er tilstede i alle celler - mennesker, dyr, planter, bakterie - de kalles også ubiquinoner (latin “ubique” = “overalt”). Animalsk mat, for eksempel muskelkjøtt, leveren, fisk og egginneholder hovedsakelig koenzym Q10, mens matvarer av vegetabilsk opprinnelse hovedsakelig har ubiquinoner med et lavere antall isoprenenheter - for eksempel finnes en høy mengde koenzym Q9 i fullkornprodukter. Ubiquinones har strukturelle likheter med vitamin E og vitamin K.
Syntese
Den menneskelige organismen er i stand til å syntetisere koenzym Q10 i nesten alle vev og organer. De viktigste stedene for syntese er membranene til mitokondrier (“Energikraftverk” av eukaryote celler) i leveren. Forløperen til benzokinondelen er aminosyren tyrosin, som syntetiseres endogent (i kroppen) fra den essensielle (vitale) aminosyren fenylalanin. Metyl- (CH3) -gruppene festet til kinonringen er avledet fra den universelle metylgruppedonor (donerende CH3-grupper) S-adenosylmetionin (SAM). Syntesen av den isoprenoide sidekjeden følger den generelle biosyntetiske banen til isoprenoide stoffer via mevalonsyre (forgrenet, mettet hydroksyfettsyre) - såkalt mevalonatvei (dannelse av isoprenoider fra acetyl-koenzym A (acetyl-CoA)). Koenzym Q10 selvsyntese krever også forskjellige B-grupper vitaminer, slik som niacin (vitamin B3), pantotensyre (vitamin B5), pyridoksin (vitamin B6), folsyre (vitamin B9) og kobalamin (vitamin B12). For eksempel, pantotensyre er involvert i tilveiebringelsen av acetyl-CoA, pyridoksin i biosyntese av benzokinon fra tyrosin og folsyreog kobalamin i remetyleringen (overføring av en CH3-gruppe) av homocystein til metionin (→ syntese av SAM). En utilstrekkelig tilførsel av ubiquinonforløperne tyrosin, SAM og mevalonsyre og vitaminer B3, B5, B6, B9 og B12 kan redusere endogen Q10-syntese betydelig og øke risikoen for koenzym Q10-mangel. Tilsvarende mangelfull (utilstrekkelig) inntak av vitamin E kan redusere selvsyntese av Q10 og føre til en betydelig reduksjon i organ-ubikinonnivåer. Pasienter på langsiktig total parenteral ernæring (kunstig ernæring som omgår mage-tarmkanalen) viser ofte koenzym Q10-mangel på grunn av utilstrekkelig endogen (endogen) syntese. Årsaken til den mangelfulle Q10-selvsyntesen er fraværet av førstepass metabolisme (omdannelse av et stoff under den første passeringen gjennom leveren) fra fenylalanin til tyrosin og den foretrukne bruken av tyrosin for proteinbiosyntese (endogen produksjon av protein). I tillegg er førstegangseffekten av metionin til SAM er fraværende, slik at metionin primært blir transaminert til sulfat (fortrengning eller frigjøring av en aminogruppe (NH2)) utenfor leveren. I løpet av sykdommer som fenylketonuri (PKU), kan også Q10-syntesehastigheten reduseres. Denne sykdommen er den vanligste medfødte metabolske feilen med en forekomst (antall nye tilfeller) på ca. 1: 8,000. Berørte pasienter viser mangel på eller redusert aktivitet av enzymet fenylalaninhydroksylase (PAH), som er ansvarlig for nedbrytningen av fenylalanin til tyrosin. Resultatet er en akkumulering (opphopning) av fenylalanin i kroppen, noe som fører til nedsatt helse hjerne På grunn av mangelen på en metabolsk vei til tyrosin, oppstår en relativ mangel på denne aminosyren, som i tillegg til biosyntese av nevrotransmitter dopamin, skjoldbruskhormonet tyroksin og pigmentpigmentet melanin, reduserer syntesen av koenzym Q10. Terapi med statiner (narkotika pleide å senke kolesterolnivåer), som brukes til hyperkolesterolemi (forhøyede kolesterolnivåer i serum), er assosiert med økte koenzym Q10-krav. statiner, Eksempel simvastatin, pravastatin, lovastatin og atorvastatintilhører den farmakologiske substansklassen av 3-hydroksy-3-metylglutaryl-koenzym A-reduktase (HMG-CoA-reduktase) -hemmere, som hemmer (hemmer) omdannelsen av HMG-CoA til mevalonsyre - et hastighetsbestemmende trinn i kolesterol syntese - ved å blokkere enzymet. statiner er derfor også kjent som kolesterol synteseenzym (CSE) -hemmere. Via blokade av HMG-CoA-reduktase, som fører til redusert tilførsel av mevalonsyre, forhindrer statiner endogen ubiquinonsyntese i tillegg til kolesterol biosyntese. Reduserte Q10-konsentrasjoner i serum observeres ofte hos pasienter behandlet med CSE-hemmere. Det er imidlertid uklart om redusert serum Q10 skyldes redusert selvsyntese eller statinindusert reduksjon i serumlipidnivåer eller begge deler, fordi serum konsentrasjon av ubiquinone-10, som transporteres i blod av lipoproteiner, korrelerer med det som sirkulerer lipider i blodet. Den svekkede selvsyntesen av Q10 ved bruk av statiner kombinert med lavt fordøyelsesinnhold (diett) Q10-inntak øker risikoen for koenzym Q10-mangel. Av denne grunn bør pasienter som trenger å ta HMG-CoA-reduktasehemmere regelmessig sørge for tilstrekkelig inntak av koenzym Q10 eller få ytterligere Q10-tilskudd. Bruk av koenzym Q10 kan redusere bivirkningene av CSE-hemmere betydelig, da disse delvis skyldes underskudd på ubikinon-10. Med økende alder, en avtagende Q10 konsentrasjon kan observeres i forskjellige organer og vev. Blant annet diskuteres en redusert selvsyntese som årsak, som antagelig skyldes en utilstrekkelig tilførsel av ubikinonforløperne og / eller med forskjellige vitaminer av B-gruppen. Og dermed, hyperhomocysteinemi (forhøyet homocystein nivå) blir ofte funnet hos eldre som et resultat av mangel på vitamin B12, folsyrehenholdsvis vitamin B6, som er assosiert med en redusert tilførsel av SAM.
Absorpsjon
I likhet med fettløselige vitaminer A, D, E og K absorberes (tas opp) også koenzymer Q i øvre tynntarm under fettfordøyelsen på grunn av deres lipofile isoprenoide sidekjede, dvs. tilstedeværelsen av fettstoffer som et middel for å transportere de lipofile molekylene, av gallsyrer for å oppløse (øke løseligheten) og danne miceller (danne transportperler som gjør fettløselige stoffer transportable i vandig løsning), og pankreasesteraser (fordøyelsesenzymer fra bukspyttkjertelen) for å klyve bundet ubiquinoner er nødvendig for optimal tarmabsorpsjon (opptak via tarmen). Matbundne ubiquinoner gjennomgår først hydrolyse (spaltning ved reaksjon med vann) i tarmlumen ved hjelp av esteraser (fordøyelsesenzymer) fra bukspyttkjertelen. Koenzymer Q som frigjøres i denne prosessen når penselgrensemembranen til enterocyttene (celler i tynntarmsepitelet) som en del av de blandede micellene (aggregater av gallsalter og amfifile lipider) og blir internalisert (tatt opp i cellene). Intracellularly (i cellene) skjer inkorporering (opptak) av ubiquinoner i chylomikroner (lipidrike lipoproteiner), som transporterer de lipofile vitaminoidene via lymfen inn i den perifere blodsirkulasjonen. På grunn av den høye molekylvekten og lipidløseligheten, er biotilgjengeligheten til de leverte ubiquinonene lav og varierer sannsynligvis fra 5-10%. Absorpsjonshastigheten synker med økende dose. Samtidig inntak av fett og sekundære planteforbindelser, slik som flavonoider, øker biotilgjengeligheten til koenzym Q10.
Transport og distribusjon i kroppen
Under transport til leveren, gratis fettsyrer (FFS) og monoglyserider fra chylomicrons frigjøres til perifert vev, slik som fettvev og muskler, under påvirkning av lipoprotein lipase (LPL), som ligger på celleoverflater og spalter triglyserider. Denne prosessen nedbryter chylomicrons til chylomicronrester (chylomicronrester med lite fett), som binder seg til spesifikke reseptorer i leveren. Opptak av koenzymer Q i leveren skjer ved reseptormediert endocytose (opptak i celler ved invaginasjon av biomembranen for å danne vesikler). I leveren blir næringstilførte lavkjedede koenzymer (koenzymer Q1-Q9) omdannet til koenzym Q10. Ubiquinone-10 lagres deretter i VLDL (veldig lavt tetthet lipoproteiner). VLDL utskilles (utskilles) av leveren og introduseres i blodet for å distribuere koenzym Q10 til ekstrahepatisk (utenfor leveren) vev. Koenzym Q10 er lokalisert i membraner og lipofile subcellulære strukturer, spesielt den indre mitokondrielle membranen, i alle kroppens celler - primært de med høy energiomsetning. De høyeste Q10 konsentrasjonene finnes i hjerte, lever og lunger, etterfulgt av nyrer, bukspyttkjertel (bukspyttkjertel) og milt. Avhengig av de respektive redoksforholdene (reduksjons / oksidasjonsforhold), er vitaminoiden tilstede i oksidert (ubiquinon-10, forkortet CoQ10) eller redusert form (ubiquinol-10, ubihydrokinon-10, forkortet CoQ10H2) og påvirker dermed både strukturen og det enzymatiske utstyret til cellemembraner. Aktiviteten til transmembrane fosfolipaser (f.eks.enzymer som klyver fosfolipider og andre lipofile stoffer) kontrolleres av redoksstatus. Opptak av koenzym Q10 av målceller er tett koblet til lipoproteinkatabolisme (nedbrytning av lipoproteiner). Når VLDL binder seg til perifere celler, noen Q10, gratis fettsyrer, og monoglyserider blir internalisert (tatt opp i celler) ved passiv diffusjon gjennom virkningen av lipoprotein lipase. Dette resulterer i katabolismen av VLDL til IDL (mellomliggende tetthet lipoproteiner) og deretter til LDL (lav tetthet lipoproteiner; kolesterolrike lipoproteiner med lav tetthet). Ubiquinone-10 bundet til LDL blir tatt opp i lever og ekstrahepatisk vev via reseptormediert endocytose på den ene siden og overført til HDL (lipoproteiner med høy tetthet) på den andre. HDL er betydelig involvert i transport av lipofile stoffer fra perifere celler tilbake til leveren. Den totale ubiquinon-10-bestand i menneskekroppen er forsyningsavhengig og antas å være 0.5-1.5 g. I forskjellige sykdommer eller prosesser, for eksempel hjerteinfarkt og svulstsykdommer, diabetes mellitus, nevrodegenerative sykdommer, stråleeksponering, kronisk stresset og økende alder eller risikofaktorer, Eksempel røyking og UV-stråling, koenzymet Q10 konsentrasjon in blod plasma, organer og vev, slik som hud, kan reduseres. Frie radikaler eller patofysiologiske forhold diskuteres som årsak. Det er fortsatt uklart om det reduserte Q10-innholdet i seg selv har patogene effekter eller bare er en bivirkning. Redusert ubiquinon-10 i hele kroppen med alderen er mest merkbar i hjertemuskelen, i tillegg til lever og skjelettmuskulatur. Mens 40-åringer har omtrent 30% mindre Q10 i hjertemuskulatur enn friske 20-åringer, er Q10-konsentrasjonen av 80-åringer 50-60% lavere enn for friske 20-åringer. Funksjonsforstyrrelser kan forventes med et Q10-underskudd på 25%, og livstruende lidelser med et fall i Q10-konsentrasjonen over 75%. Flere faktorer kan betraktes som årsaken til en reduksjon i ubiquinone-10-innholdet i alderdommen. I tillegg til redusert endogen syntese og utilstrekkelig kostinntak, en reduksjon i mitokondrie masse og økt forbruk på grunn av oksidativ stresset ser ut til å spille en rolle.
